试述控制大型民用飞机制约分配与自适应重构算法设计

论文导读：故障/损伤时，能够在线及时更新制约律，对操纵面卡死故障有良好的重构制约能力。3.针对大型民机操纵面分配不足，浅析了B747-100/200各组操纵面的作用和特点，给出了B747-100/200有11个制约量的小扰动线性模型，并解耦为纵向和横侧向小扰动线性模型。运用串级广义逆法和固定点法，以B747-100/200俯仰角加速度为虚拟制约量，左右内外
摘要：大型民用飞机是我国重大探讨专项，在国家“十二五”大型民机科研专项资金资助下，本论文围绕大型民机飞行制约系统中的关键不足，开展了大型民机动力学建模、制约分配、制约重构三方面探讨工作，具体工作如下：1.建立了大型民机B747-100/200的气动系数库，以气动数据表、数据拟合曲线、数据拟合函数的形式，给出了B747-100/200的气动力系数和气动力矩系数模型，可直接用于大型民机B747-100/200动力学建模。建立了通用的大型民机非线性动力学模型，进而运用小扰动原理，将非线性模型转化并解耦为纵向和横侧向小扰动线性模型，基于B747-100/200气动系数库，获得了B747-100/200在巡航模态典型飞行条件下的和进近模态的纵向和横侧向小扰动线性模型。2.针对大型民机结构故障/损伤情况下的制约不足，提出了改善的模型跟随直接自适应制约重构策略。该策略优点如下：a)被控对象模型和参考模型都是小扰动线性模型，在仿真中便于利用Matlab中已有的函数和模块，提升了仿真效率；b)把飞机故障影响以制约输入的形式施加于制约器，直接有效地反映了飞机故障对制约的影响；c)该法的思想是利用误差来调整制约器参数，考虑到飞机的所有状态不是完全可测，该法利用输出误差而不是状态误差来做算法推导，更贴近工程实际；d)在设计制约器时，该策略选择将参考模型的状态而非输出作为制约器的前馈信息，避开了信息缺失。以B747-100/200小扰动线性模型为对象，进行了巡航和进近阶段的、纵向和横侧向的、正常和故障情况下的制约仿真。仿真结果表明，该策略可以克服离线设计制约律的局限及间接自适应制约策略的不足，当飞机发生结构故障/损伤时，能够在线及时更新制约律，对操纵面卡死故障有良好的重构制约能力。3.针对大型民机操纵面分配不足，浅析了B747-100/200各组操纵面的作用和特点，给出了B747-100/200有11个制约量的小扰动线性模型，并解耦为纵向和横侧向小扰动线性模型。运用串级广义逆法和固定点法，以B747-100/200俯仰角加速度为虚拟制约量，左右内外4片升降舵及水平安定面为分配对象，进行了巡航模态（高度7000m、速度241m/s）下俯仰运动操纵面分配。仿真结果表明：a)串级广义逆法分配速度快、精度低；b)固定点法分配速度和精度受迭代次数影响很大，迭代次数大时速度慢、精确高，同时可确保得到期望的制约分配结果。倡议在机载计算机速度允许的情况下，运用固定点法。通过以上探讨工作，本论文获得了大型民机B747-100/200动力学模型；运用改善的模型跟随直接自适应制约重构策略解决了大型民机操纵面典型故障的制约重构不足；利用串级广义逆法和固定点法，解决了大型民机多操纵面制约分配不足。仿真结果验证了本论文所提策略的可行性与有效性。关键词：大型民用飞机论文制约重构论文制约分配论文模型跟随自适应论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要3-5
ABSTRACT5-13
第一章 绪论13-28

1.1 探讨背景与作用13-14

1.1 探讨背景13-14

1.2 探讨作用14

1.2 国内外探讨近况14-25

1.2.1 大型民机动力学模型探讨15-16

1.2.2 大型民机制约重构的探讨16-21

1.2.3 大型民机制约分配的探讨21-25

1.3 论文内容与结构25-28

1.3.1 论文探讨内容25

1.3.2 论文的革新点25-26

1.3.3 论文结构安排26-28

第二章 大型民机动力学建模28-50

2.1 大型民机特点28-29

2.2 大型民机建模流程29-30

2.3 建立非线性模型30-33

2.3.1 坐标系介绍30-31

2.3.2 运动方程31-33

2.4 获取气动系数33-43

2.4.1 升力系数33-35

2.4.2 阻力系数35

2.4.3 侧力系数35-38

2.4.4 滚转力矩系数38-40

2.4.5 俯仰力矩系数40-41

2.4.6 偏航力矩系数41-43

2.5 配平43

2.6 建立线性模型43-49

2.6.1 小扰动原理43-45

2.6.2 纵向小扰动线性运动方程45-47

2.6.3 横侧论文导读：.4模型跟随直接自适应法57-623.5仿真浅析62-813.5.1巡航模态下纵向制约仿真65-683.5.2进近模态下纵向制约仿真68-713.5.3巡航模态下横侧向制约仿真71-763.5.4进近模态下横侧向制约仿真76-813.6小结81-82第四章大型民机的制约分配82-964.1引言824.2模型说明82-874.2.1B747-100/200操纵面浅析82-844.2.2细化的线性
向小扰动线性运动方程47-49

2.7 小结49-50

第三章 大型民机的制约重构50-82

3.1 引言50

3.2 模型说明50-51

3.3 模型跟随法51-57

3.1 经典线性模型跟随论述51-55

3.2 引入负反馈的线性模型跟随55-57

3.4 模型跟随直接自适应法57-62

3.5 仿真浅析62-81

3.5.1 巡航模态下纵向制约仿真65-68

3.5.2 进近模态下纵向制约仿真68-71

3.5.3 巡航模态下横侧向制约仿真71-76

3.5.4 进近模态下横侧向制约仿真76-81

3.6 小结81-82

第四章 大型民机的制约分配82-96

4.1 引言82

4.2 模型说明82-87

4.

2.1 B747-100/200 操纵面浅析82-84

4.

2.2 细化的线性模型84-87

4.3 分配算法87-90
4.

3.1 串级广义逆法88-89

4.

3.2 固定点法89-90

4.4 仿真浅析90-95

4.1 串级广义逆法仿真90-93

4.2 固定点法仿真93-95

4.5 小结95-96

第五章 仿真软件演示96-101

5.1 任务需求96-98

5.2 软件搭建98-101

第六章 总结与展望101-104

6.1 工作总结101-102

6.2 探讨展望102-104

参考文献104-111
附录 1 符号与标记111-113
附录 2 气动系数项含义113-117
附录 3 稳定性导数表达式117-119
致谢119-120
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文120-122